2024届高三物理一轮复习课件：第三节 光的全反射与光纤技术

第三节 光的全反射与光纤技术 第四章 光及其应用 1.光的全反射现象 【问题1】为什么水滴晶莹剔透呢？为什么在风平浪静海面上空或是在炎热干燥的沙漠上空，常常浮现充满传奇色彩的"海市蜃楼"？ 1.光的全反射现象 光疏介质:两种介质中折射率较小的介质叫做光疏介质. 光密介质:两种介质中折射率较大的介质叫做光密介质. 光疏介质和光密介质是相对的 1.光的全反射现象 光从光疏介质射入光密介质：随着入射角增大，反射角和折射角都增大，始终有反射和折射现象 光从空气射入水中 1.光的全反射现象 光从光密介质射入光疏介质: （1）入射角逐渐增大，反射角和折射角都增大；折射光越来越弱，反射光却越来越强。 （2）当入射角增大到某一角度，折射光完全消失，只剩下反射光。 光从水射入空气中 光从水射入空气中 1.光的全反射现象 1.光的全反射现象 光从空气（光疏介质）射入玻璃（光密介质） 折射定律: 1.光的全反射现象 光从玻璃（光密介质）射入空气（光疏介质） 光路可逆: 1.光的全反射现象 临界角iC :折射角等于900时的入射角 产生全反射的条件：（1）光从光密介质进入光疏介质 （2）入射角等于或大于临界角 空气 介质 光从介质射入空气（真空）时，发生全反射的临界角iC 与介质的折射率 n 的关系是 1.光的全反射现象 临界角：（1）水：48.80 （2）玻璃：320-420 （3） 金刚石：24.40 介质 水 玻璃 金刚石 折射率n 1.33 1.5-1.9 2.42 1.光的全反射现象 【问题1】为什么在风平浪静海面上空常浮现充满传奇色彩的"海市蜃楼"？如图所示，随折射率的增大，定性画出两条折射光线。 分界面1 分界面2 分界面3 1.光的全反射现象 海市蜃楼：上现蜃景 海面上下层空气温度低，密度大，折射率大；上层空气温度高，密度小，折射率小，远方物体发出的光线向空中入射时不断折射弯曲，到某高度时发生全反射，再射会地面，观察者感觉这光线来自空中。 正立虚象 温度低 温度高 1.光的全反射现象 沙漠蜃景：下现蜃景 贴近地面空气温度高，密度小，折射率小，上层空气温度低，密度大 ，折射率大 。远方物体发出有些光线向地面入射时不断折射弯曲，到地面附近时发生全反射，再折向上射向远处空中，观察者感觉这光线来自地下。 倒立虚象 2.光导纤维 光导纤维：利用全反射原理 优点：容量大、衰减小、抗干扰性强 【问题2】光传播时在光导纤维的内芯与外套的界面上发生全反射，则内芯与外套谁的折射率大？ 2.光导纤维 内窥镜 2.光导纤维 【例2—2021·海南·高考真题】如图，长方体玻璃砖的横截面为矩形MNOP，MN=2NP，其折射率为 。一束单色光在纸面内以α=450的入射角从空气射向边的中点O，则该束单色光 A．在MQ边的折射角为600 B．在MN边的入射角为450 C．不能MN从边射出 D．不能NP从边射出 C 2.光导纤维 【例1—课本P105】 如图所示，折射率为n、长度为L玻璃纤维置于空气中，若从A 端射入光线能在玻璃纤维中发生全反射，最后从B端射出，光在真空中传播速度为c，求： （1）光在A面上入射角的最大值； （2）光在该光纤中传播的速度大小； （3）光从A 端射入最终从B端射出所经历的时间. $$